某型转向架构架八字槽加工

1.

序言某型转向架构架轴箱定位座和牵引座如图1所示，重点讨论轴箱定位座八字槽和牵引座八字槽的加工。图1转向架构架轴箱定位座和牵引座2.

传统加工工艺缺点目前，某型转向架构架轴箱定位座和牵引座八字槽结构如图2所示，有2种传统的加工方式，存在如下缺点。a）轴箱定位座八字槽b）牵引座八字槽图2轴箱定位座和牵引座八字槽1）在延伸附件头上安装玉米铣刀分层粗铣，安装焊接或高速钢成形铣刀精铣。该方式精铣时间长，且焊接或高速钢成形铣刀须先用试块试切，试切完检查合格后方可加工产品。同时，该成形铣刀属消耗件，需经常更换，频繁更换刀具增加了机床辅助作业时间，进一步影响了加工效率。该方式加工1个轴箱定位座八字槽时间约为50min，加工1个牵引座八字槽时间约为60min。

2）在延伸附件头上安装玉米铣刀分层精铣到位。该加工方式在深度方向每层加工量很小（约0.35mm），刀具须加工很多层方可加工完八字槽，同样存在加工耗时长的缺点。同时，由于该方式加工时只使用了玉米铣刀最前端的3片刀片，玉米铣刀刀片利用率低，且最前端的3片刀片极易磨损，进而造成操作者需频繁地更换最前端刀片，增加了操作者辅助作业时间。方式二的加工时间与方式一基本相同。由于整个轴向定位座和牵引座毛坯是实心物料如图3和图4所示，毛坯加工量较大，增加了加工时间。图3轴向定位座图4牵引座3.

解决方案3.1减小毛坯加工余量可行性分析能否减少毛坯加工余量，主要取决于轴箱定位座、牵引座焊接后，以及构架组焊后的变形是否会导致其变更后毛坯无加工量。经分析，减少轴箱定位座和牵引座毛坯加工余量至侧壁单边留8mm、底部留10mm，且保证轴箱定位座和牵引座正常范围内的组装误差及焊接变形后有余量可以加工。因此，对轴箱定位座和牵引座八字槽毛坯尺寸进行设计变更。3.2优化加工工艺采用在机床直角附件头上安装玉米铣刀粗铣，整体硬质合金铣刀精铣的思路进行加工。制定轴箱定位座八字槽加工工艺过程如下：1）用φ32mm玉米铣刀粗铣，侧壁与底部单边留0.3mm精加工量。由于φ32mm玉米铣刀加工至根部时，切削面陡然增加，导致刀具受到的阻力突然增大，因此加工至该部位时应注意减小切削进给率，如图5所示。图5φ32mm玉米铣刀粗铣2）用φ16mm整体硬质合金铣刀精加工拐角处的余量，以减少刀具磨损。用φ22mm的U钻插铣根部，如图6所示。图6φ22mmU钻插铣根部3）用φ16mm整体硬质合金铣刀精铣，根部留有1.7mm高度余量待清根处理。同样，φ16mm整体硬质合金铣刀在铣至八字槽根部时，由于切削面的增加导致刀具受力突然增大（虽然φ22mmU钻在前工步去除了拐角处的材料，但仍有少部分未去除），此时亦应注意减少切削进给率，以减少刀具磨损，如图7所示。图7φ16mm整体硬质合金铣刀精铣4）用φ50mm玉米铣刀清根，如图8所示。图8φ50mm玉米铣刀清根由于牵引座八字槽底部为R10的圆弧，因此上述第3工步用φ16mm整体硬质合金铣刀精铣即能加工至成品尺寸，故牵引座八字槽通过第1、2和3步的加工即可完成。3.3现场验证按照3.2所述的加工工艺，准备相关刀具。φ16mm整体硬质合金铣刀、φ22mmU钻、φ50mm玉米铣刀和φ32mm玉米铣刀，如图9所示。图9刀具1）先将试件吊上机床压紧并调直，再将试件需要验证的部位加工为设计变更后的八字槽毛坯尺寸。2）用φ32mm玉米铣刀粗铣，切削参数见表1。表1φ32mm玉米铣刀粗铣加工参数3）用φ22mmU钻插铣根部，切削参数见表2。表2φ22mmU钻插铣根部加工参数4）用φ16mm整体硬质合金铣刀精铣，切削参数见表3。

表3φ16mm整体硬质合金铣刀精铣加工参数5）用φ50mm玉米铣刀清根，切削参数见表4。

表4φ50mm玉米铣刀清根加工参数轴箱定位座八字槽加工，优化后工艺使用时间合计为11.8min。牵引座八字槽由于底部是R10mm圆弧，用φ16mm整体硬质合金铣刀可直接精铣到位，即无需用φ50mm玉米铣刀清根，耗时约9min。最终加工完毕后检查各尺寸及粗糙度值均合格，比原工艺加工的尺寸精度及表面质量更好，用样板检查均合格，如图10所示。图10加工完毕的轴箱定位座八字槽3.4优化效果对比1）加工1处轴箱定位座八字槽改善前后对比见表5。表5轴箱定位座八字槽加工改善前后对比2）加工1处牵引座八字槽改善前后对比见表6。表6牵引座八字